कई दैनिक सतहें, कार के अंदरूनी हिस्सों से लेकर चश्मे के लेंस तक, में द्विअक्षीय वक्रता होती है, जिसका अर्थ है कि किसी दिए गए बिंदु पर सतह हर दिशा में घुमावदार होती है, जैसे कि एक गोले या दीर्घवृत्त की। इन जटिल आकृतियों के अनुरूप डिस्प्ले और सक्रिय ऑप्टिकल फिल्म बनाना लंबे समय से एक चुनौती रही है। पारंपरिक लिक्विड क्रिस्टल (LC) सेल सपाट कांच पर बनाए जाते हैं, और द्विअक्षीय रूप से आकार नहीं दिए जा सकते हैं, साथ ही भारी और नाजुक भी होते हैं।
ऑर्गेनिक इलेक्ट्रॉनिक्स, दूसरी ओर, ने उत्पादन तापमान पर ट्रांजिस्टर का निर्माण संभव बना दिया है जो 100 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं है, जिसका अर्थ है कि सभी प्रकार के लचीले सब्सट्रेट का उपयोग बिना किसी नुकसान के किया जा सकता है, जिसमें ऑप्टिकली आदर्श गुण वाले भी शामिल हैं जैसे कि TAC फिल्म। FlexEnable ने उस कम तापमान प्रसंस्करण क्षमता का विस्तार किया है जिसमें न केवल ऑर्गेनिक थिन-फिल्म ट्रांजिस्टर (OTFTs) शामिल हैं, बल्कि लिक्विड क्रिस्टल सेल निर्माण भी शामिल है, जिससे LC ऑप्टिक्स और पूर्ण ऑर्गेनिक डिस्प्ले (ईपेपर और OLCD) अल्ट्रा-थिन, लचीले सब्सट्रेट पर निर्मित किए जा सकते हैं।
जबकि इन प्लास्टिक फिल्मों को एक अक्षीय रूप से घुमावदार सतह (जैसे कि एक सिलेंडर या शंकु की) के अनुरूप बनाना अपेक्षाकृत सीधा है, द्विअक्षीय वक्रता, फिल्म को 3D थर्मोफॉर्मिंग करके प्राप्त की जाती है, जिसके लिए फिल्म को खींचा जाना आवश्यक है। 3D फॉर्मिंग डिस्प्ले और ऑप्टिकल अनुप्रयोगों के लिए रोमांचक नई संभावनाएं खोलता है, विशेष रूप से ऑटोमोटिव सतहों और AR/VR जैसे क्षेत्रों में।
एंड्रयू रसेल, FlexEnable में प्रिंसिपल इंडस्ट्रियल डिज़ाइनर, बताते हैं कि लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के संदर्भ में 3D फॉर्मिंग कैसे काम करता है।
3D फॉर्मिंग सामग्री को त्रि-आयामी आकृतियों में आकार देने की प्रक्रिया है। दुनिया भर में निर्मित सभी LC और OTFT सेल सपाट शीट सामग्री से बने होते हैं, इसलिए FlexEnable में हम इन स्थापित विनिर्माण प्रक्रियाओं को अपनाते हैं, लेकिन कठोर कांच के बजाय लचीली प्लास्टिक फिल्मों पर। फिर हम त्रि-आयामी आकृतियाँ उत्पन्न करने के लिए सरल विनिर्माण तकनीकों का उपयोग करते हैं। हम ऐसा कोशिकाओं को ओवन में या हॉटप्लेट पर एक सटीक तापमान पर एक पूर्वनिर्धारित समय के लिए गर्म करके करते हैं ताकि सामग्री को नमनीय बनाया जा सके। तापमान पर एक छोटी अवधि के लिए सीमित सेल के एक तरफ सकारात्मक या नकारात्मक दबाव लगाया जाता है; फिर इसे हटा दिया जाता है और ठंडा होने दिया जाता है।
सरल द्विअक्षीय रूप से घुमावदार आकृतियाँ सपाट सेल की परिधि को सीमित करके और वायु दाब लगाकर बनाई जा सकती हैं; वक्रता की त्रिज्या (ROC) को लागू वायु दाब के स्तर द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
मौजूदा उपकरणों का उपयोग करके बैच वैक्यूम थर्मो-फॉर्मिंग के रूप में कोशिकाओं का वॉल्यूम उत्पादन प्राप्त किया जा सकता है।
अधिक जटिल आकृतियाँ जिनमें चर त्रिज्या होती हैं, वांछित आकार के एक मोल्ड में या उसके ऊपर नकारात्मक/सकारात्मक वायु दाब के साथ बनाई जा सकती हैं। वैकल्पिक रूप से, कुछ फॉर्म फैक्टर एक वक्रता के एक अक्ष को ड्रेप-फॉर्मिंग करते समय दूसरे ROC को प्रेशर फॉर्मिंग के संयोजन के लिए बेहतर अनुकूल हो सकते हैं।
AR/VR ऑप्टिक्स
ऑगमेंटेड और वर्चुअल रियलिटी (AR/VR) चश्मे को अपनाने से उपयोगकर्ता अनुभव को बढ़ाने वाले उन्नत ऑप्टिकल घटकों की मांग बढ़ रही है। इनमें ट्यून करने योग्य लेंस, शामिल हैं, जो गतिशील फोकस समायोजन की अनुमति देते हैं, और पिक्सेलेटेड डिमर, जो उपयोगकर्ता की आंख में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करते हैं। महत्वपूर्ण रूप से, इन ऑप्टिकल तत्वों को AR/VR चश्मे के भीतर घुमावदार निश्चित प्रकाशिकी के अनुरूप होने की आवश्यकता है, जिससे मात्रा और वजन कम हो जाता है, जो उपयोगकर्ता अनुभव पर प्रभाव डाल सकता है। प्लास्टिक LC कोशिकाओं को थर्मोफॉर्म करने की क्षमता द्विअक्षीय रूप से घुमावदार पिक्सेलेटेड डिमर और ट्यून करने योग्य लेंस बनाने में सक्षम बनाती है जो इन घुमावदार ऑप्टिकल सतहों के खिलाफ कसकर फिट होते हैं, जिससे ऑप्टिकल प्रदर्शन और दृश्य स्पष्टता में सुधार होता है।
ऑटोमोटिव स्मार्ट रूफ
AR/VR अनुप्रयोगों से परे देखते हुए, इलेक्ट्रिक वाहन स्मार्ट सनरूफ की मांग बढ़ा रहे हैं. कार सनरूफ और कार की खिड़कियां द्विअक्षीय रूप से घुमावदार होती हैं जिसके लिए डिमिंग फिल्मों के एकीकरण की आवश्यकता होती है जिन्हें 3D बनाया जा सकता है। FlexEnable की लचीली प्लास्टिक सब्सट्रेट पर फास्ट-स्विचिंग टिंटेबल लिक्विड क्रिस्टल सेल द्विअक्षीय वक्रता की अनुमति देते हैं, और कोशिकाओं को आवश्यकतानुसार विभिन्न क्षेत्रों में अनुकूलित प्रकाश नियंत्रण प्रदान करने के लिए खंडित या पिक्सेलेटेड भी किया जा सकता है। सीधे छत के कांच में एकीकृत, यह समाधान वाहन के वजन को कम करता है और पारंपरिक सनरूफ तंत्र की आवश्यकता को समाप्त करता है।
लचीले डिस्प्ले
3D फॉर्मिंग घुमावदार और अनुरूप डिस्प्ले को सक्षम बनाता है। लचीले OTFTs आज लेजर स्टैक्स क्रिप्टोकरेंसी वॉलेट के लिए एक घुमावदार ई इंक डिस्प्ले के रूप में बड़े पैमाने पर उत्पादन में हैं। OTFTs का उपयोग करने से 3 मिमी का वक्र त्रिज्या संभव हो गया है और उद्योग के भीतर एक अद्वितीय फॉर्म फैक्टर और इंटरेक्शन विधि बनाई गई है।
OTFTs को LCD के साथ एकीकृत किया जा सकता है ताकि लचीला एक्टिव-मैट्रिक्स ऑर्गेनिक LCD (OLCD) बनाया जा सके जो फ्लैट पैनल डिस्प्ले के साथ संभव नहीं होने वाले अत्याधुनिक डिज़ाइन और नई कार्यक्षमता की अनुमति देता है। उन डिस्प्ले की कल्पना करें जो एक गोलाकार स्पीकर या पहनने योग्य के चारों ओर लपेटते हैं।
द्विअक्षीय रूप से घुमावदार इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस बनाने की क्षमता एक प्रमुख तकनीकी उपलब्धि का प्रतिनिधित्व करती है और कम तापमान वाले ऑर्गेनिक इलेक्ट्रॉनिक्स की विशिष्टता को दर्शाती है। जैसे-जैसे अनुसंधान और विकास जारी रहेगा, हम 3D-निर्मित डिस्प्ले और प्रकाशिकी के साथ क्या संभव है, इसकी सीमाओं को आगे बढ़ाते हुए, सामग्री, प्रसंस्करण तकनीकों और डिवाइस आर्किटेक्चर में और प्रगति की उम्मीद कर सकते हैं।
कई दैनिक सतहें, कार के अंदरूनी हिस्सों से लेकर चश्मे के लेंस तक, में द्विअक्षीय वक्रता होती है, जिसका अर्थ है कि किसी दिए गए बिंदु पर सतह हर दिशा में घुमावदार होती है, जैसे कि एक गोले या दीर्घवृत्त की। इन जटिल आकृतियों के अनुरूप डिस्प्ले और सक्रिय ऑप्टिकल फिल्म बनाना लंबे समय से एक चुनौती रही है। पारंपरिक लिक्विड क्रिस्टल (LC) सेल सपाट कांच पर बनाए जाते हैं, और द्विअक्षीय रूप से आकार नहीं दिए जा सकते हैं, साथ ही भारी और नाजुक भी होते हैं।
ऑर्गेनिक इलेक्ट्रॉनिक्स, दूसरी ओर, ने उत्पादन तापमान पर ट्रांजिस्टर का निर्माण संभव बना दिया है जो 100 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं है, जिसका अर्थ है कि सभी प्रकार के लचीले सब्सट्रेट का उपयोग बिना किसी नुकसान के किया जा सकता है, जिसमें ऑप्टिकली आदर्श गुण वाले भी शामिल हैं जैसे कि TAC फिल्म। FlexEnable ने उस कम तापमान प्रसंस्करण क्षमता का विस्तार किया है जिसमें न केवल ऑर्गेनिक थिन-फिल्म ट्रांजिस्टर (OTFTs) शामिल हैं, बल्कि लिक्विड क्रिस्टल सेल निर्माण भी शामिल है, जिससे LC ऑप्टिक्स और पूर्ण ऑर्गेनिक डिस्प्ले (ईपेपर और OLCD) अल्ट्रा-थिन, लचीले सब्सट्रेट पर निर्मित किए जा सकते हैं।
जबकि इन प्लास्टिक फिल्मों को एक अक्षीय रूप से घुमावदार सतह (जैसे कि एक सिलेंडर या शंकु की) के अनुरूप बनाना अपेक्षाकृत सीधा है, द्विअक्षीय वक्रता, फिल्म को 3D थर्मोफॉर्मिंग करके प्राप्त की जाती है, जिसके लिए फिल्म को खींचा जाना आवश्यक है। 3D फॉर्मिंग डिस्प्ले और ऑप्टिकल अनुप्रयोगों के लिए रोमांचक नई संभावनाएं खोलता है, विशेष रूप से ऑटोमोटिव सतहों और AR/VR जैसे क्षेत्रों में।
एंड्रयू रसेल, FlexEnable में प्रिंसिपल इंडस्ट्रियल डिज़ाइनर, बताते हैं कि लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के संदर्भ में 3D फॉर्मिंग कैसे काम करता है।
3D फॉर्मिंग सामग्री को त्रि-आयामी आकृतियों में आकार देने की प्रक्रिया है। दुनिया भर में निर्मित सभी LC और OTFT सेल सपाट शीट सामग्री से बने होते हैं, इसलिए FlexEnable में हम इन स्थापित विनिर्माण प्रक्रियाओं को अपनाते हैं, लेकिन कठोर कांच के बजाय लचीली प्लास्टिक फिल्मों पर। फिर हम त्रि-आयामी आकृतियाँ उत्पन्न करने के लिए सरल विनिर्माण तकनीकों का उपयोग करते हैं। हम ऐसा कोशिकाओं को ओवन में या हॉटप्लेट पर एक सटीक तापमान पर एक पूर्वनिर्धारित समय के लिए गर्म करके करते हैं ताकि सामग्री को नमनीय बनाया जा सके। तापमान पर एक छोटी अवधि के लिए सीमित सेल के एक तरफ सकारात्मक या नकारात्मक दबाव लगाया जाता है; फिर इसे हटा दिया जाता है और ठंडा होने दिया जाता है।
सरल द्विअक्षीय रूप से घुमावदार आकृतियाँ सपाट सेल की परिधि को सीमित करके और वायु दाब लगाकर बनाई जा सकती हैं; वक्रता की त्रिज्या (ROC) को लागू वायु दाब के स्तर द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
मौजूदा उपकरणों का उपयोग करके बैच वैक्यूम थर्मो-फॉर्मिंग के रूप में कोशिकाओं का वॉल्यूम उत्पादन प्राप्त किया जा सकता है।
अधिक जटिल आकृतियाँ जिनमें चर त्रिज्या होती हैं, वांछित आकार के एक मोल्ड में या उसके ऊपर नकारात्मक/सकारात्मक वायु दाब के साथ बनाई जा सकती हैं। वैकल्पिक रूप से, कुछ फॉर्म फैक्टर एक वक्रता के एक अक्ष को ड्रेप-फॉर्मिंग करते समय दूसरे ROC को प्रेशर फॉर्मिंग के संयोजन के लिए बेहतर अनुकूल हो सकते हैं।
AR/VR ऑप्टिक्स
ऑगमेंटेड और वर्चुअल रियलिटी (AR/VR) चश्मे को अपनाने से उपयोगकर्ता अनुभव को बढ़ाने वाले उन्नत ऑप्टिकल घटकों की मांग बढ़ रही है। इनमें ट्यून करने योग्य लेंस, शामिल हैं, जो गतिशील फोकस समायोजन की अनुमति देते हैं, और पिक्सेलेटेड डिमर, जो उपयोगकर्ता की आंख में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करते हैं। महत्वपूर्ण रूप से, इन ऑप्टिकल तत्वों को AR/VR चश्मे के भीतर घुमावदार निश्चित प्रकाशिकी के अनुरूप होने की आवश्यकता है, जिससे मात्रा और वजन कम हो जाता है, जो उपयोगकर्ता अनुभव पर प्रभाव डाल सकता है। प्लास्टिक LC कोशिकाओं को थर्मोफॉर्म करने की क्षमता द्विअक्षीय रूप से घुमावदार पिक्सेलेटेड डिमर और ट्यून करने योग्य लेंस बनाने में सक्षम बनाती है जो इन घुमावदार ऑप्टिकल सतहों के खिलाफ कसकर फिट होते हैं, जिससे ऑप्टिकल प्रदर्शन और दृश्य स्पष्टता में सुधार होता है।
ऑटोमोटिव स्मार्ट रूफ
AR/VR अनुप्रयोगों से परे देखते हुए, इलेक्ट्रिक वाहन स्मार्ट सनरूफ की मांग बढ़ा रहे हैं. कार सनरूफ और कार की खिड़कियां द्विअक्षीय रूप से घुमावदार होती हैं जिसके लिए डिमिंग फिल्मों के एकीकरण की आवश्यकता होती है जिन्हें 3D बनाया जा सकता है। FlexEnable की लचीली प्लास्टिक सब्सट्रेट पर फास्ट-स्विचिंग टिंटेबल लिक्विड क्रिस्टल सेल द्विअक्षीय वक्रता की अनुमति देते हैं, और कोशिकाओं को आवश्यकतानुसार विभिन्न क्षेत्रों में अनुकूलित प्रकाश नियंत्रण प्रदान करने के लिए खंडित या पिक्सेलेटेड भी किया जा सकता है। सीधे छत के कांच में एकीकृत, यह समाधान वाहन के वजन को कम करता है और पारंपरिक सनरूफ तंत्र की आवश्यकता को समाप्त करता है।
लचीले डिस्प्ले
3D फॉर्मिंग घुमावदार और अनुरूप डिस्प्ले को सक्षम बनाता है। लचीले OTFTs आज लेजर स्टैक्स क्रिप्टोकरेंसी वॉलेट के लिए एक घुमावदार ई इंक डिस्प्ले के रूप में बड़े पैमाने पर उत्पादन में हैं। OTFTs का उपयोग करने से 3 मिमी का वक्र त्रिज्या संभव हो गया है और उद्योग के भीतर एक अद्वितीय फॉर्म फैक्टर और इंटरेक्शन विधि बनाई गई है।
OTFTs को LCD के साथ एकीकृत किया जा सकता है ताकि लचीला एक्टिव-मैट्रिक्स ऑर्गेनिक LCD (OLCD) बनाया जा सके जो फ्लैट पैनल डिस्प्ले के साथ संभव नहीं होने वाले अत्याधुनिक डिज़ाइन और नई कार्यक्षमता की अनुमति देता है। उन डिस्प्ले की कल्पना करें जो एक गोलाकार स्पीकर या पहनने योग्य के चारों ओर लपेटते हैं।
द्विअक्षीय रूप से घुमावदार इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस बनाने की क्षमता एक प्रमुख तकनीकी उपलब्धि का प्रतिनिधित्व करती है और कम तापमान वाले ऑर्गेनिक इलेक्ट्रॉनिक्स की विशिष्टता को दर्शाती है। जैसे-जैसे अनुसंधान और विकास जारी रहेगा, हम 3D-निर्मित डिस्प्ले और प्रकाशिकी के साथ क्या संभव है, इसकी सीमाओं को आगे बढ़ाते हुए, सामग्री, प्रसंस्करण तकनीकों और डिवाइस आर्किटेक्चर में और प्रगति की उम्मीद कर सकते हैं।
